一种新型汽车防盗报警系统的设计与实现

杨帆

摘要：为避免传统报警的弊端，该文结合单片机技术、传感器技术和GSM网络，设计一种新型的汽车防盗报警系统框架。系统由遥控模块、震动传感器模块、热能红外传感器模块、声光报警模块、GSM模块和单片机控制模块构成。首先通过监测震动传感器进行声光报警，然后通过热能红外传感器连接单片机综合评判模块决定是否为非法入侵，最后利用显示电路进行正确显示并发送GSM短信给车主提醒。该系统为操作简单灵活、智能性高，在未来中将得到广泛的应用。

关键词：汽车防盗；报警系统；单片机；GSM网络

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）21-0195-03

Neotype Design and Implementation for Auto Anti-theft Alarm System

YANG Fan

（Automobile and Traffic Engineering School of Nantong Vocational College， Nantong 226007， China）

Abstract： To avoid the disadvantages of traditional alarm system， a new type of auto anti-theft alarm system framework has been designed with the technology of MCU and GSM network. The framework is composed of single chip microcomputer control module， remote control touch block， vibration sensor module， sound and light alarm module， GSM module， wireless transmitting and receiving modules. First ， by monitoring the external vibration sensor with sound and light alarm， and then through the single chip microcomputer comprehensive evaluation module to verdict whether illegal invasion or not， finally send the GSM message to the owner for reminding and GPS positioning. The system is simple， flexible operation， high intelligence， and will be widely used in the future.

Key words： auto anti-theft； alarm system； single chip micyoco； GSM network

当今社会随着经济和生活水平的提高，汽车作为交通工具进入千家万户。同时由于汽车保有量明显增多，导致被盗案件时有发生，使得广大车主缺乏安全保障。因此，可靠的汽车防盗系统成为每位汽车用户的安全保障。为有效防止车载物品和汽车本身被偷盗而产生的智能控制系统称为汽车防盗系统。一般由遥控装置、自动控制装置、电子控制线路和操作装置构成，各部分执行各自具体功能 [1]。然而传统的汽车报警系统主要通过振动传感器感知盗窃的异常振动，触发声音放大器报警，在使用过程中具有噪音污染严重、报警距离限制、易遭屏蔽等缺点。而且声音警报器主要针对瞬间振动和冲击的监控，往往容易被恶意干扰和误判[2]。基于此，本文提出一种改进的汽车防盗系统的设计，该系统结合单片机模块和GSM通信技术，实现车辆状态实时监控、远程控制和防盗报警等功能。

1 AT89C51单片机简介

AT89C51是由美国ATMEL公司开发的高性能8位单片机，兼容标准MCS-51指令系统。片内含4KB的程序存储器、256B的随机存储器、2个16位的定时/计数器、8位中央处理器、输入输出设备和可编程的串行口。此外，各功能部分都有效的通过系统总线进行通信和连接[3-4]，如图1所示。AT89C51单片机结构简单、功能可靠、性价比高，可灵活应用于各种控制领域。

2 总体框架设计及优点

结合目前市场汽车防盗报警系统的优缺点，本文利用智能单片机技术，结合GSM通讯网络，实现新型的系统。该系统不仅要保证其实用功效，而且要方便易操作[5-6]。该新型的汽车防盗报警系统总体框架设计图如图1，系统主要由遥控模块、震动传感器模块、声光报警模块、GSM模块和单片机控制模块构成。根据框架图工作原理如下：首先车主通过遥控启动单片机防盗模块，采集信号系统中的震动传感器检测模块被激发处于监控状态，震动传感器和热能红外传感器个数为6—8个，分别安装在车门、前引擎盖和后备箱盖处；任一震动传感器模块监测到相应处信号异常，可能发生盗窃，立即提交单片机综合评判模块，综合判断成立后，发出报警声和灯光对盗车者造成威慑；同时通过相连的GSM移动通讯网络发送提醒短信给车主，告知车辆遭受盗窃或外部入侵；可以防止系统误判。

系统核心模块为单片机控制，使用AT89C51为主控模块，通过震动传感器采集模拟信号，并且能够通过A/D信号转换器将其转换为相应的数字信号，在系统网络间进行数据通信。倘若AT89C51主控制模块监测到有低电平信号的发生，首先启动声光报警电路模块进行报警，然后发送GSM手机短信提醒。其中声光报警模块由功率放大器、扬声器和LED强灯光构成；GSM短信通信模块采用西门子公司的较成熟的TC35I系列，第一时间发送短信给相关车主或者自动报警。

因此，新型汽车防盗报警系统具备如下优点：

1）先进性：本作品通过自动检测来采集信号，并且能无线发送信号，使用无线工具来是实现报警功能。

2）实用性：能很便利地对自己的汽车进行报警，让主人在异地便能清楚道自己爱车的情况，且能实时显示非法触碰的部位，同时该报警系统组成比较简单，所花费的成本低廉。

3）智能性：基于单片机，利用震动和热能红外传感器，既有效地起到防盗的作用，又避免了误判的发生 。

3 硬件设计

3.1 声音报警电路

为有效的阻吓盗车者，声音报警电路采用具有12V的高音喇叭进行报警提醒，同时配置相应的SS8050大功率三极管驱动电路，如下图所示。如果SPK端口为高电平时，三极管处于导通状态，反之则截止[7]。同时，声音报警器还配备相应的调整软件对报警器的报警音律频率等参数进行合理设置，根据具体情况可以产生频率为900-2000Hz不等的增音效果，因此发出的报警声音非常清晰逼真。

3.2 灯光警示电路

同样，警示灯光采用12V的LED炫目灯电路[8]。由于LED炫目灯工作电流较大的缘故，加上控制麻烦，此电路方案中使用继电器控制灯光。电流通过线圈时，电路在线圈两端并联续流二极管，根据楞次定律在线圈两端产生感生电动势。通过线圈的电流一旦停止，感生电动势的方向立即反向。续流二极管线圈两端产生的感生电动势正好形成二极管和线圈回路进行消耗，这样可以保护其他设备的安全。具体灯光警示电路如图4所示。

3.3 放大电路的设计

为使监测震动或报警更加有效，需对部分电路进行功率放大[9]，如图5所示。图中各元器件构成基本的放大电路，其中输入端信号电压为Vi，经放大后的输出信号电压为Vo。

3.4 震动传感器原理

震动传感器起到震动探测器的作用，连接警示功能，探测到有情况就会震动并且反馈到主机上进行报警，电路图如图6所示。

3.5 热能红外传感器原理

热能红外线传感器用于本系统的防盗功能，同时可以防止误判的发生。AT为双元件热能红外线传感器，内部电路见图7。当AT接收到人体信号时，输出一个微弱的低频信号，经晶体管VT1和运算放大器A1组成的两级放大器将信号放大。由A2等组成的电压比较器，设定参考电压。在无目标进入时或者发生误判时，末级无输出；一旦有目标进入探测范围，AT则有信号输出，经放大后，电压高于比较器设定电压时，A2输出高电位，VT2导通，继电器K吸合，其触点接通报警电路或控制电路，实现热释红外线探测之目的。

3.6 状态显示电路

为了避免非法入侵的误判，本系统状态显示电路采用共阴极数码管，如图8所示。即便发生警报后，但在正常无人非法闯入室内时（误判）数码管的DP点闪烁，若有人恶意闯入车内，数码管则显示E来提示有人非法闯入。

3.7 单片机综合评判模块电路的设计

该设计系统核心部分是将传统防盗报警技术与现代GSM数字移动通信技术相结，综合系统集测试技术、数据采集技术、GSM无线通信技术、计算机控制技术于一体。震动和热能红外传感器一旦监测到可疑信号，通过A/D模数转换后输入到单片机综合评判模块中进行处理和判断，其综合评判结果通过GSM网络将信息第一时间发送给车主手机，GPS定位模块使用单片机与手机GPS系统连接，接收被盗车辆信号，定位查找。综合评判模块电路如图9所示。

4 软件设计

新型的汽车防盗系统由主要由遥控模块、震动传感器模块、声光报警模块、GSM模块和单片机控制模块构成。考虑到C语言作为一种通用的计算机高级程序设计语言，在单片机等模块设备的开发中越来越广泛得到应用。系统软件的开发和实现以及调试均采用简单易用的高级程序设计语言C语言编程，并对具体功能模块进行封装处理。

该设计主要涉及AT89C51的软件程序的编写，由于该系统结构简单，程序流程图比较简单。其软件设计框架流程图如图10所示：

5 结束语

本文主要研究了一种新型的汽车防盗报警系统，该系统基于单片机技术、传感器技术和GSM网络，以单片机和传感器作为核心部件和实现具体功能模块。首先通过监测震动传感器进行声光报警，然后通过热能红外传感器连接单片机综合评判模块决定是否为非法入侵，最后利用显示电路进行正确显示并发送GSM短信给车主提醒。如果是则发送GSM短信给车主提醒并进行车辆定位，为寻找车辆赢得时间。综上，该系统最大优点在于用户能够操作灵活简单，界面友好；且智能性高、误报率低，为广大车主提供了安全保障。今后，随着科学技术的进一步发展和人们财产安全意识的提高，相信该汽车防盗报警系统框架将得到广泛的应用和深化。

参考文献：

[1] 李虎山， 潘牟. 防盗报警系统的设计与实现[J]. 电子工程师， 2002， 28（4）： 4-6.

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[8] 王洪建. AT89C2051在小区防盗报警系统中的应用[C]. 第七届青年学术会议论文集， 2005.

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